Question

在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定条件下发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：
（1）根据如图，计算从反应开始到平衡时，平衡反应速率v（NH₃）为

 

．
（2）该反应达到平衡时H₂的转化率

 

．
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为

 

．（填序号）
a．0.20mol?L^-1 b．0.12mol?L^-1 c．0.10mol?L^-1  d．0.08mol?L^-1
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡

 

移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）．
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡（此时NH₃的浓度约为0.25mol?L^-1），请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线．
（6）已知：1mol N₂（g）与适量H₂（g）完全反应，生成NH₃（g），放出92.2kJ热量，写出反应的热化学方程式：

 

．
（7）若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁

 

K₂（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，依据反应速率概念计算反应速率；
（2）由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨气0.2mol时参加反应的氮气为0.1mol，以此计算转化率；
（3）△H＜0，该反应为放热反应，升高温度逆向移动，其浓度减小，降低温度，正向移动，浓度增大，根据反应的可逆性特点以及温度改变平衡一定发生移动进行判断；
（4）容器的体积缩小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，压强增大，平衡正向移动，氨气的浓度增大，在第8分钟末达到新的平衡时NH₃的浓度约为0.25mol?L^-1；
（6）热化学方程式的书写，需要注意的有：物质的状态、反应热的数值与单位，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比，据此写出该反应的热化学方程式；
（7）△H＜0，该反应为放热反应，升高温度平衡向着逆向移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则平衡常数减小，据此进行解答．

解答： 解：（1）由图可知，达到平衡时氨气增加0.10mol/L，其反应速率为：v（NH₃）=

0.10mol/L

4min

=0.025mol/（L．min），
故答案为：0.025mol/（L．min）；
（2）达到平衡时生成氨气的物质的量为：n（NH₃）=0.10mol/L×2L=0.20mol，
根据反应方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）可知，生成氨气0.2mol时参加反应的氮气为0.1mol，
所以氮气的转化率为：

0.1mol

0.2mol

×100%=50%，
故答案为：50%；
（3）合成氨的反应中△H＜0，说明该反应为放热反应，升高温度逆向移动，其浓度减小，降低温度，正向移动，浓度增大，但反应物不能完全反应，
所以0＜c（NH₃）＜0.2mol/L，即NH₃的物质的量浓度不可能为0.2mol/L；温度改变平衡一定发生移动，则NH₃的物质的量浓度不可能为0.1mol/L，
故答案为：ac；
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半压强增大，平衡向气体体积间隙性的方向进行，平衡正向进行，
故答案为：向正反应方向；
（5）第5分钟末将容器的体积缩小一半后，氨气的浓度为原来的一倍，压强增大平衡向正方向移动，氨气的浓度逐渐增大，到8min时达到平衡，浓度约为0.25mol/L，第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线为，故答案为：；
（6）1mol氮气完全反应，能生成2mol氨气，放热92.2KJ，热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2 kJ?mol^-1；
（7）根据N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0可知，该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，反应物浓度增大，生成物浓度减小，则化学平衡常数减小，即：温度越高，化学平衡常数越小，所以K₁＞K₂，故答案为：＞．

点评：本题考查化学反应速率、转化率的计算、化学平衡及其影响因素、热化学方程式的书写等知识，题目难度较大，明确反应速率计算、平衡的影响因素及图象的分析试剂解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．